Dr. Ignacio Alonso Bilbao · El Gradistat®, por ejemplo usa los valores determinados mediante el...

CARACTERISTICAS SEDIMENTOLOGICAS Y METEOROLOGICAS DE LA

REGIÓN DE NUADIBU (MAURITANIA)

Trabajo de fin de master realizado por:

Aboubakry Mamadou Dia

Dirigida por:

Dr. Ignacio Alonso Bilbao

Máster en Oceanografía 2009-2011

Las Palmas de Gran Canaria, diciembre 2011

Capítulo I: Introducción

Nuadibú se sitúa en el extremo noroeste de Mauritania a unas coordenadas 20⁰56’ de latitud

Norte y 17⁰02’ de longitud Oeste, dentro de la península de Cabo Blanco, una larga y

estrecha prolongación de 40 km de largo y menos de 8 km de ancho que discurre paralela

a la plataforma continental. Es una zona poca montañosa, constituida de vastas extensiones

arenosas. Los vientos dominantes son los alisios. La temperatura media varía entre 19 y

26⁰C durante todo el año.

Nuadibú es la capital económica de Mauritania y constituye una zona de transición entre

África y Europa. La mayoría de los estudios estiman su población en más de 100 000

habitantes (OFFICE NATIONAL DE STATISTQUE-2005). Las actividades dominantes son la

extracción de materias primas fundamentalmente el mineral de hierro que se obtiene en las

minas de Zouératt (600 km de Nuadibú) y las capturas pesqueras. La ciudad tiene dos

puertos importantes que son el puerto de transporte de minerales de hierro y el puerto

autónomo, donde tiene lugar el tránsito las mercancías y la exportación de la pesca.

Vista la situación geográfica de la zona y los diferentes fenómenos meteorológicos y las

actividades humanas, hemos pensando estudiar las características sedimentológicas y

meteorológicas, pues son dos variables muy poco conocidas y que pueden aportar alguna

nueva contribución al conocimiento que hasta hoy se tiene sobre esta zona.

Este trabajo esta divido en cuatros capítulos. El primero trata de la introducción, el segundo

de las características sedimentológicas, donde se incluyen tanto las características

referentes al tamaño de grano (granulometría) como a la composición (contenido en

carbonatos); en tercer lugar se analizan las características del viento desde el año 1986

hasta 2003 y finalmente se presentan las conclusiones más relevantes.

Figura 1: Mapa de la Localización de la zona de estudios

Capítulo II Características sedimentológicas

1. MATERIALES Y MÉTODOS

1.1 Muestreo

Para realizar este trabajo se efectuó una toma de muestras de sedimentos durante el mes

de septiembre de 2010. Esta caracterización se realizó mediante muestras de sedimentos

superficiales. Las muestras fueron tomadas de forma tal que representaran lo mejor posible

toda la longitud de la costa, si bien el muestreo estuvo condicionado por la dificultad de

acceder a ciertas zonas. Estas muestras parecen representativas y su localización fue

obtenida mediante GPS con un error de 4 m (figura 2). Las muestras fueron tomadas en

distintas playas mediante una pequeña pela de mano, de modo que se extraían

aproximadamente los primeros centímetros del sedimento.

Figura 2: Mapa de la Localización de los 36 puntos de muestreo agrupados por zonas

1.2 Análisis granulométrico

Un análisis granulométrico se realiza con el fin de determinar la distribución de tamaño de

grano en una muestra. Existen dos métodos principales del análisis de partículas

comprendidas en el rango entre el limo grueso y las gravas finas (entre 8 mm y 31 micras):

tamizaje en seco y húmedo. En el presente trabajo se procedió mediante tamizaje seco, el

cual se basa en la vibración como medio dispersor de las partículas. Su metodología se

explica a continuación.

a) Lavado previo:

Para poder tamizar una muestra los granos deben estar separados unos de otros. Para

evitar que sustancias como las arcillas, agentes cementantes y sales se adhieran a los

granos aumentando el tamaño original del sedimento, es necesario eliminarlas, para lo cual

basta con lavarla en agua destilada y agitar por un tiempo. Tras esperar unos momentos a

que decanten los sedimentos, se vierte el líquido teniendo cuidado de no perder partículas

sólidas. Tras repetir la operación unas dos veces la muestra estará limpia de sales, tras lo

que se seca en la estufa a unos 60ºC. Una vez seca está en condiciones de tamizarse.

b) Cuarteo:

Para un tamizado deben tomarse unos 75-120 g de muestra. Si la cantidad de que

disponemos es mayor, la parte a tamizar debe ser granulométricamente representativa del

total de muestra. Esto se logra mediante un cuarteador que mecánicamente separará la

muestra en dos partes iguales, y realizando un par de cuarteos, se consigue tener la

cantidad de la muestra necesaria para el tamizaje.

c) Tamizaje:

Una vez la muestra está limpia y en la cantidad adecuada, se procede a tamizarlo. Antes

que todo es necesario revisar que los tamices estén limpios y en el orden de diámetros de

malla adecuados (siempre el de mayor abertura en posición superior y descendiendo

gradualmente). Se introduce la muestra por la parte superior de la columna de tamices. Se

cierra y asegura la columna de tamices la cual se encuentra en una base vibratoria, tal como

se muestra en la fig.3 y se programa para 10 minutos. Posteriormente se libera la columna

de tamices y se vacía cada tamiz en un papel grande para luego ser pesada la parte

correspondiente a cada tamiz. Conociendo el peso inicial de la muestra tamizada y el peso

de granos para cada diámetro, se introduce en el Gradistat® para conocer así las principales

características granulométricas de cada muestra.

Figura 3. Tamizadora con tamices

En la literatura existen varias propuestas de nomenclatura para los valores de selección,

asimetría y agudeza (Trask, 1932; FoIk y Ward, 1957; Friedman, 1962). El Gradistat®, por

ejemplo usa los valores determinados mediante el método de FoIk y Ward (1957) que se

presentan a continuación.

1.3 Índices granulométricos

Los índices están expresados en unidades Phi. La graduación Phi está definida por la

relación siguiente:

Ø (x) = [ - log ( qx ) ] × 3,3219

siendo qx la talla de los granos (mm) quien corresponde a x % del tamaño acumulado

a) La Media

Está definido como la talla o tamaño medio de las partículas según (Folk y Word, 1957):

Mz (en Phi) = (Q16 + Q50 + Q84) / 3

La media permite dividir las facies siguientes:

- Arenas muy gruesas: Mz < 0Ø (Mz > 1000 μm)

- Arenas gruesas: 0Ø < Mz < 1Ø (500 < Mz < 1000 μm)

- Arenas medias: 1Ø < Mz < 2Ø (250 < Mz < 500 μm)

- Arenas finas: 2 Ø < Mz < 3 Ø (125 < Mz < 250 μm)

- Arenas muy finas: 3 Ø < Mz < 4 Ø (63 < Mz < 125 μm)

- Limos y arcillas: Mz > 4 Ø (Mz < 63 μm)

b) Grado de selección (Sorting)

El sorting es un índice granulométrico definido por la relación siguiente:

σ (en Phi ) = (Q84 - Q16 ) /4 + ( Q95 - Q5 )/6,6

Según su valor, distinguimos varios tipos de sedimentos:

- muy bien seleccionado: σ < 0,35 Ø

- bien seleccionado: 0,35 Ø < σ < 0,5 Ø

- moderadamente bien seleccionado: 0,5 Ø < σ < 1 Ø

- pobremente seleccionado: 1 Ø

4.- Se cierra a presión el erlenmeyer con el tapón humedecido

5.- Se lee el nivel alcanzado por la solución que hay en la bureta graduada del calcímetro

(V1m).

6.- Se vuelca con cuidado el tubo de ensayo, de modo que el HCl reaccione con la muestra.

Agitar suavemente el erlenmeyer hasta que la reacción sea completa.

7.- Se vuelve a leer el nivel de la solución en la bureta, obteniéndose el valor V2m.

Se debe repite todo el proceso pero utilizando en este caso un patrón de CO3Ca puro. Para

ello se toman 0.2, 0.3, 0.4 de CO3Ca puro. En este caso el volumen inicial y final será

V1CaCO3 y V2CaCO3 respectivamente. Cada lectura con el patrón se realiza 3 veces.

El porcentaje de carbonatos en la muestra se obtiene aplicando la expresión:

% CO3 = [PCaCO3 x (V2m - V1m) ] / [ Pm x (V2CaCO3 - V1CaCO3) ] x 100 = ((V2m - V1m)

/ (Pm x )) x 100

Siendo PCaCO3 y Pm el peso de CaCO3 y muestra utilizado respectivamente, y el valor de

la pendiente de la recta de regresión V/P

2 RESULTADOS Y DISCUSIONES

2.1 Granulometría

En la zona de estudio los valores de la media están comprendidos entre 0,71 y 3,02 Ø, lo

que indica que los sedimentos son arenas gruesas, medias y finas (figura 4 y 5).

Por zonas, de norte a sur, el valor del tamaño medio para el sector de Baie de l´Etoile es de

1.91 Ø (0.33 mm), para el sector del Bountiya tiene un valor de 2.11 Ø (0.28 mm) que son

arenas finas, para el Baie de Cansado el valor del tamaño medio es de 1.74 Ø (0.33 mm) y

para los sectores del sur la media es comprendida entre 1.19 y 1.74 Ø que son arenas

medias.

Figura 4: Distribución del tamaño media de los sedimentos según las zonas

Figura 5: Mapa de la distribución del tamaño medio de grano septiembre 2010

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

Baie etoile

Bountiya Baie de cansado

Cansado Cap Blanc

Laguerra

Va

lore

s e

n f

i

Zonas

Distribucion del tamaño medio en fi

Media Max Min Desv stand

En cuanto al sorting se observa que casi todas las muestras presentan un estado moderado,

es decir, aunque las muestras sean casi 100% arenas, presentan alguna variabilidad de

tamaño en las mismas ver figura 6 y 7. Por zonas de norte a sur el valor medio del sorting

para el sector de Baie de l´etoile es de 0.90 Ø, para el sector del Bountiya es de 0.77 Ø,

para el Baie de Cansado es de 0.56 Ø y para los sectores del sur los valores del sorting son

comprendidas entre 0.47 y 0.62. Según Reineck-Sing (1980) el sorting medio en playas está

comprendido entre valores de 1.1 y 1.23, por lo que en nuestra zona los valores menores

indican que las muestras son más homogéneas.

Figura 6: Distribución del grado de selección de los sedimentos según las zonas

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

Baie etoile


Cansado Cap Blanc

Laguerra

Va

lore

s e

n f

i

Zonas

Grado de selección (Sorting) en fi


Figura 7: Mapa del grado de Selección de los sedimentos según las zonas

Por lo que respecta al Skewness (Asimetría) de las muestras, está comprendida entre – 0.08

y 0.09, por lo que en todos los casos se trata de muestras simétricas.

En general las muestras presentan un buen patrón de simetría respecto a la ubicación de su

media, moda y mediana en la distribución de tamaños (figuras 8 y 9). En realidad los

resultados de la asimetría en las playas de Nuadibú son diferentes de otros estudios en las

zonas de playa que son superiores a 0 Ø (Reineck-Sing, 1980). Los resultados obtenidos

parecen a zonas sumergidas que tienen un valor de asimetría inferior a cero Ø.

Figura 8: Distribución asimétrica del Tamaño de los sedimentos según las zonas

Figura 9: Mapa de la Distribución de la asimetría de las muestras según las zonas

-0,60

-0,40

-0,20

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

Baie etoile


Cansado Cap Blanc

Laguerra

Va

leu

rs e

n f

i

Zonas

Asimetría (Skewness) en fi


2.2 Contenido en carbonatos

Los resultados de la calcimetría se muestran en las figuras 10 y 11. A partir de la diferencia

de volumen y la ecuación anterior es posible determinar la cantidad de carbonato que

contiene cada muestra en concreto. En esta figura se ve que las zonas de Baie de l´Etoile,

Bountiya y Cansado presentan un porcentaje menor de carbonatos (15-30%) esto se puede

explicar porque son las tres zonas menos expuestas a la acción del oleaje y del acción del

viento. El porcentaje más elevado se observa en Laguerra y Cap Blanc se explica por los

dos zonas son mas expuestas en los aportes del oleaje de los conchas marinas. Por lo que

respecta a la zona de Baie de Cansado, está situada en el puerto de Nuadibú donde se

vierte el residuo de las fabricas de transformaciones de los pescados, lo que puede explicar

el alto porcentaje de carbonatos aunque se trata de una zona al abrigo del oleaje .

Figura 10. Distribución de los carbonatos según las zonas

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

Baie etoile


Cansado Cap Blanc

Laguerra

Po

rce

nta

je

Zones

CaCO3

Media Max Min

Figura. 11. Mapa de la distribución de los carbonatos según las zonas

Capítulo III: Características meteorológicas

1. METODOLOGÍA

Los datos del viento utilizados proceden de la estación del Asecna (Agencia para la

Seguridad de la Navegación Aérea en África y Madagascar) que se sitúa en el aeropuerto

de Nuadibú por la bahía del IMROP (instituto mauritano de las investigaciones

oceanográficas y de pescas).

Para el estudio de viento se han considerado los datos del periodo que iba del año 1986

hasta 2003, siendo los parámetros considerados los siguientes: la velocidad, la dirección y la

intensidad del viento.

Para el análisis de los datos de viento hemos calculado la distribución mensual de

frecuencia de velocidad y dirección del viento y representando las rosas de viento de los

diferentes estaciones del año.

2. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El viento es una masa de aire en movimiento dirigida por los gradientes de presión

atmosférica y modificada por la topografía del terreno en sus capas bajas (Alcántara 2003).

La tabla 1 muestra la velocidad de la frecuencia del viento por mes para el aeropuerto de

Nuadibú, así como la velocidad media del viento y la velocidad máxima. Parece que hay un

patrón claro anual con velocidad más fuerte en Mayo y Junio y los valores más bajos en

Noviembre y Diciembre.

La tabla 2 proporciona la distribución de frecuencias de la dirección del viento por mes para

el aeropuerto de Nuadibú.

El viento es de componente Norte (NW-N-NE) en casi 85% del año (Sidina, 1993). En el

período diciembre-marzo los vientos del norte predominan y son los más intensos. En la

primavera los vientos son intensos de dirección variable pero muy intensa en dirección

Noreste; mientras que en Abril, Mayo y Junio las direcciones noreste y

noroeste dominan. En julio-septiembre tienen lugar los vientos más débiles de todo el año,

con dirección predominante del noroeste, lo cual es debido a la influencia del Mozón

generado por el anticiclón de Santa Helena, pero a partir de octubre los vientos fuertes del

norte vuelven a ser dominantes (Figura 12).

La zona de Nuadibú los vientos mas dominantes son los alisios maritimos que soplan la

mayor parte del año. La variabilidad estacional de los alisios está condicionada por el

cambio estacional de la posición y del estado del anticiclón de las Azores. Las células

anticiclónicas que se instalan en el Sahara en invierno y emigran hacia el norte en verano

dan nacimiento a una depresión sahariana. El Harmatán resultante de estas células

anticiclónicas es fresco y seco durante el invierno y caliente y seco durante el verano.

La variación diaria del viento muestra que la intensidad del viento crece durante el día hasta

a las 18h para bajar durante la noche (Figura 13), lo que se explica por el enfriamiento de

las capas bajas de la atmósfera en ausencia del sol. La comparación de la velocidad entre

las 6 y las 18h muestra que los vientos de la tarde son un 16% más intensos debido a la

presencia del sol que calienta el aire (figura 14).

Vel (m/s) Ener Febr Mar Abr May Jun Jul Ago Sept Oct Nov Déc

1-2 0,36 0,20 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,18 0,18 0,18 0,20 0,90

2-3 3,57 2,17 1,79 0,37 0,00 0,00 0,72 1,79 1,11 1,08 1,17 5,38

3-4 6,42 4,55 4,30 1,29 0,36 0,93 3,41 5,91 2,96 3,94 6,05 10,93

4-5 11,41 8,10 11,47 3,87 1,08 0,56 6,81 9,14 8,69 8,24 15,43 16,31

5-6 14,08 14,82 13,62 4,80 2,69 1,85 9,50 13,62 10,72 14,52 20,90 18,82

6-7 18,36 19,17 13,26 9,78 5,73 4,26 7,17 10,57 14,79 14,87 20,70 20,61

7-8 15,15 13,24 16,85 14,76 15,41 10,00 13,26 16,13 19,04 22,40 15,82 13,80

8-9 13,90 14,43 12,01 23,06 25,45 27,59 16,13 15,41 17,74 17,92 12,30 8,78

9-10 8,56 9,49 10,22 18,45 24,19 25,93 20,07 13,80 15,16 10,22 4,69 1,79

10-11 6,24 7,11 9,14 12,18 14,87 19,44 12,90 8,06 7,58 4,48 1,95 1,97

11-12 1,43 4,35 4,66 6,64 7,53 7,96 6,63 4,48 1,66 1,08 0,59 0,36

12-13 0,53 1,98 1,97 2,58 1,79 1,30 3,05 0,90 0,37 1,08 0,20 0,00

13-14 0,00 0,40 0,72 1,66 0,72 0,19 0,36 0,00 0,00 0,00 0,00 0,36

14-15 0,00 0,00 0,00 0,37 0,18 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

15-16 0,00 0,00 0,00 0,18 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Vel Media 6,77 7,28 7,38 8,57 8,92 9,08 8,17 7,34 7,44 7,15 6,38 5,85

Desv stand 2,17 2,29 2,35 2,09 1,62 1,52 2,29 2,28 1,98 1,93 1,76 1,93

Vel Max 12,90 13,60 13,90 15,90 14,50 13,60 13,90 12,60 12,90 12,60 12,30 13,30

Tabla 1: Distribución de la velocidad del viento en m/s observado en el Aeropuerto de

Nuadibú (1986-2003): Velocidad mensual media con la desviación estándar y velocidad

máxima.

Dir Ener Febr Mar Abr May Jun Jul Ago Sept Oct Nov Dic Año

1-20 20,5 20,6 21,0 16,4 15,4 14,8 15,8 17,7 19,0 19,0 11,9 18,5 17,6

21-40 11,9 6,1 7,0 12,0 16,5 12,6 12,0 11,1 7,0 8,8 12,1 11,6 10,8

41-60 0,7 7,7 7,0 5,4 0,5 0,2 0,4 0,0 0,2 0,0 0,4 1,4 2,0

61-80 0,2 0,6 5,4 1,8 1,6 10,9 7,9 3,2 0,2 0,0 0,0 0,4 2,7

81-100 0,0 0,0 0,0 2,4 0,0 0,7 2,0 2,5 3,0 0,0 0,0 0,0 0,9

161-180 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,2 0,0 0,6 0,0 0,0 0,0 0,1

181-200 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0

221-240 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,2 0,0 0,6 0,0 0,4 0,4 0,1

241-260 0,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,2 0,0 0,4 0,2 0,1

261-280 0,5 0,2 0,4 0,0 0,0 0,2 0,0 0,0 0,0 0,2 0,0 0,2 0,1

281-300 0,4 2,8 1,6 7,4 2,2 0,0 1,3 0,4 2,2 2,5 0,8 1,4 1,9

301-320 6,1 3,4 2,3 1,1 11,8 7,6 9,7 13,4 12,9 3,9 1,6 1,1 6,3

321-340 23,0 18,2 19,2 19,2 21,7 21,3 20,3 21,9 26,2 39,8 43,6 30,3 25,3

341-360 36,4 40,5 36,2 34,3 30,3 31,7 30,5 29,7 27,7 25,8 28,9 34,6 32,2

Tabla 2: Distribución de la dirección del viento para el Aeropuerto de Nuadibú (1986-2003).

Figura 12: Rosas de viento de la variabilidad estacionales de la estación del aeropuerto de

Nuadibú entre 1986-2003.

Figura 13: Variabilidad diaria de la velocidad del viento

0% 4% 8% 12% 16% 20% 0% 5% 10% 15% 20% 25%

0% 10% 20% 30% 40%0% 5% 10% 15% 20% 25%

PRIMAVERA

OTOÑO

INVIERNO

VERANO

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

0h 3h 6h 9h 12h 15h 18h 21h

velo

cid

ad m

ed

ia(m

/s)

horas

Figura 14: Comparación de la velocidad media entre las 6h y las 18h. Se aprecia

perfectamente el patrón estacional descrito en el texto y la diferencia de velocidad entre

ambas horas.

CAPÍTULO IV: CONCLUSIÓN

El análisis granulométrico de los sedimentos superficiales de las playas de la Zona de

Nuadibú ha permitido concluir que están mayoritariamente compuestas por arenas medias

de bien a moderadamente bien seleccionado. La distribución del valor los carbonatos

aumentan del norte hacia el sur que explica por la zona de sur es más expuesta con las

oleajes que aportan las conchas marinas hacia las playas.

El análisis de los datos de viento ha permitido observar que la dirección de viento es de

componente Noreste en la mayor parte del año que se explica para la presencia del

anticiclón de Azores que soplan en la mayor parte del año y los vientos más suaves se

observan en otoño, lo que se explica por la presencia del mozón del anticiclón de Santa

Helena.

Bibliografía

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Anexo 1. Curvas de la distribución del tamaño de partícula de las muestras de sedimentos

MUESTRA 1 MUESTRA 2

MUESTRA 3 MUESTRA 4

Muestra5 MUESTRA 6

MUESTRA 7 MUESTRA 8

MUESTRA 9 MUESTRA 10


Anexo 2: Fotografías de las zonas de muestreo

Fotos de la zona del Baie de cansado (zona del puerto)

Fotos de la zona de Laguerra

Fotos en la zona de Cap Blanc donde se observa las deposicion del polvo rojo de las minas

de hierro.

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